(57)【要約】【課題】  直交流路構造体製作装置及びその方法において、従来の製作装置及び製造方法により生産効率が悪く、コストが低いという問題を改善する。【解決手段】  本発明の直交流路構造体製作装置は、主にコンベヤーユニット２０、流路板吸着ユニット３０、材料投入ゾーン４０、糊付けゾーン５０、接合ゾーン６０、および流路板方向転換制御ユニット（図では未表示）から構成される。製作方法は、接合しようとする流路板を吸い上げるステップと、流路板の流路方向を観測するステップと、流路板の流れる方向を確認するステップと、流路板を接合するステップとが含まれている。【選択図】図２
2005007564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の流路板を貼り合わせて流路の方向が交差した構造体となる直交流路構造体製作装置において、
コンベヤーユニットと、
可動状態で前記コンベヤーユニット上に配置され、流路板を吸い上げて、前記コンベヤーユニットにより運ぶもので、流路板の流路を流れる気体の流れ方向を感知できる流路方向感知部を備える流路板吸着ユニットと、
前記コンベヤーユニットの一端に配置され、接合しようとする流路板をセットする材料投入ゾーンと、
前記材料投入ゾーンの近くに設けられ、前記流路板吸着ユニットが運んだ流路板を受け取って該流路板の一方の面に接着剤を塗布する糊付けゾーンと、
前記糊付けゾーンの近くに設けられ、前記流路板吸着ユニットにより、糊付けが済んだ流路板を貼り合わせる接合ゾーンと、
前記流路板吸着ユニットに連接され、流路板の方向転換の是非を判断し、前記流路方向感知部により該流路板の流路方向を感知し、流路板吸着ユニットが流路板の流路方向と間隔が交差方式となるよう順次接合ゾーンで接合できるように制御する流路板方向転換制御ユニットを含む直交流路構造体製作装置。
【請求項２】
前記流路板吸着ユニットには昇降部があり、流路板の位置が上下するのに合わせて、前記流路板吸着ユニットの高さを調整することを特徴とする請求項１に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項３】
前記流路板吸着ユニットには回転部があり、流路板を異なる角度に回転させることを特徴とする請求項１に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項４】
前記流路板吸着ユニットは、多孔質の吸盤であることを特徴とする請求項１に記載の直交流動構造体製作装置。
【請求項５】
前記流路板吸着ユニットは、調整可能な吸い込みノズルとすることもできることを特徴とする請求項１に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項６】
前記流路方向感知器は、光センサーにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項７】
前記流路方向感知部は、微動スイッチにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項８】
前記流路方向感知部は、空気圧式感知器により構成されることを特徴とする請求項１に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項９】
前記材料投入ゾーンには、流路板をセットするための底板があり、該底板は流路板の数量に応じて高さを調整することにより、前記流路板吸着ユニットが流路板を吸い上げやすくすることができることを特徴とする請求項１に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項１０】
前記底板の外周には、流路板の縁を揃えるために、1枚以上の仕切り板があることを特徴とする請求項９に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項１１】
前記糊付けゾーンには接着剤を塗布するための糊付けロールを備えることを特徴するに請求項１に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項１２】
流路板に塗布される接着剤の厚さは、前記糊付けロールの回転速度により調整されることを特徴とする請求項１１に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項１３】
流路板に糊付けする際には、流路の方向と糊付けロールの方向は垂直とすることを特徴とする請求項１１に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項１４】
流路板が前記材料投入ゾーンから前記糊付けゾーンに送られる際には、前記流路方向感知部で気体流れ方向を測定することにより、該流路板の方向転換の是非を決定することを特徴とする請求項１３に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項１５】
前記糊付けロールのそばに糊付け量調整ロールが設置されることを特徴する請求項１１に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項１６】
流路板に塗布される接着剤の厚さは、前記糊付けロールと前記糊付け量調整ロールの間隔によって調整することを特徴とする請求項１５に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項１７】
前記接合ゾーンには、糊付けした流路板を載せて貼り合わせるための支持板があり、該支持板は貼り合わされる流動板の数量に応じて高さを調整することを特徴とする請求項１に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項１８】
接合後の流路板の位置を計測するためのカウンタポイント装置を備えるこれによりを特徴とする請求項１に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項１９】
前記カウンタポイント装置は微動スイッチであることを特徴とする請求項１８に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項２０】
前記カウンタポイント装置はCCDカウンタポイント装置であることを特徴とする請求項１８に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項２１】
前記流路板吸着ユニットには流路方向変換部があり、前記カウンタポイント装置が計測した流路板の位置信号を同変位部に送ることにより、接合しようとする流路板を正確な位置に変換させてから接合を行うことを特徴とする請求項１８に記載の直交流路構造体製作装置。
【請求項２２】
接合しようとする流路板を吸い上げるステップと
流路板の流路方向を検出する検出ステップと
流路板の気体流れ方向が、もう1枚の流路板の気体流れ方向に直交するであることを確認するステップと
流路板を接合するステップとを含む、
気体の流路がある流路板をもう1枚の流路板の表面に貼り合わせて、流路方向と間隔が交差する構造体を形成する直交流路構造体の積層接合の方法。
【請求項２３】
流路板の気体が流れる方向が、もう1枚の流路板の方向に対して直交していないことが確認された場合は、該流路板の方向を転換することを特徴とする請求項２２に記載の直交流路構造体製作の方法。
【請求項２４】
流路板の流路方向を測定した後は、該流路板の流路方向が、糊付けロールに直交することを確認するステップ、及び該流路板上に接着剤を塗布するステップを有することを特徴とする請求項２２に記載の直交流路構造体製作の方法。
【請求項２５】
流路板の流路方向が糊付けロールに対して直交していることが確認された場合は、まず該流路板の方向を転換することを特徴とする請求項２４に記載の直交流路構造体製作の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交流路構造体製作装置及びその方法であり、熱交換器の直交流路構造体の製作に応用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年高まりを見せている省エネルギーのニーズに対応するために、現代の建築物はいずれも高気密、高断熱の方向に向かっているが、その一方で、室内での空気の汚染という問題を生じている。省エネルギーと快適性の両面を顧慮するためには、熱交換を行いながら、同時に換気を行う熱交換器により、室内にたまった二酸化炭素を熱交換器から室外に排出し、室外のやや暖かい空気を冷却してから室内に送り込まなければならない。それによって、室内の快適性を高める必要がある。
【０００３】
図１は、従来の熱交換器に用いる構造体の斜視図である。これは上下層の気体の流れが交差する構造体となっており、このような交差した設計により、温度・湿度が異なるふた筋の気体を熱交換器に送り込んで、温度・湿度を交換するメカニズムであり、これによって室内の空気品質を向上するという要件を満たすものである。
【０００４】
現在、上下層の気体の流れを交差させ、貼り合わせる加工の方法には、主に次の２通りがある。その１は、マニュアルによる方法であり、つまり手作業で、１枚の流路板に接着剤を塗布し、さらにもう1枚の流路板を重ねていく。その２はセミオート方法であり、交差する構造体を形成するため、２台の材料投入装置（横方向、縦方向）を用いるが、各材料投入装置のなかに流路板をセットして組み立てる際に、作業者は、まず手作業で、流路板の流路の向きについてそれぞれの方向を合せてから、装置に送り込む。吸着機構が流路板を吸着した後は、糊付け機構に送られて接着剤が塗布される。塗布作業が完了した流路板は、接合ゾーンに送られて、貼り合わされることにより、上下層の流路が交差した構造体が完成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在、直交流路構造体の製作には、主に手作業で貼り合わせる方法が採られているが、手作業で作製された直交流路構造体は、外観全体が整然としておらず、全体の生産量も多くはない（作業者1人あたりの1日の平均作業では、高さ３０cmの直交流路構造体が２つしかできない）。したがって、手作業は効率も低く、経済性のニーズにも適していないのである。
【０００６】
一方セミオート方法による直交流路構造体の製作では、材料をセットする方向が異なる材料投入装置２台を購入する必要があり、これに手作業の予備作業が加わることと、機械が複雑であることから、経済的な効果は期待されるほど高くはない。
【０００７】
以上に述べた従来の技術上の問題に基づき、本発明の目的は、自動化された方法で、流路板に糊付けし、さらに重ねて貼り合わせるための直交流路構造体製作装置とその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
直交流路構造体製作装置とその方法とは、流路板を吸着する流路板吸着ユニットを可動状態でコンベアーユニット上に配置し、該流路板吸着ユニットにより、流路板の糊付けと接合のステップへと進むものである。本発明の直交流路構造体製作装置は、主に材料投入ゾーン、糊付けゾーン、接合ゾーンの３つに分かれている。
【０００９】
材料投入ゾーンは、接合しようとする流路板をセットする作業場であり、糊付けゾーンは、流路板吸着ユニットで吸い上げられた流路板に接着剤を塗布する作業場であり、また、接合ゾーンは、糊付けが完了した流路板を貼り合わされる作業場である。
【００１０】
流路板に糊付けする際には、糊がはみ出さないようにするため、気体が流れる方向を糊付けロールの方向と直交させる必要がある。さらに、直交流路の構造体を形成するため、糊付けが完了した後に接合しようとする際には、その流路方向は、下層の流路板の流路方向に直交することも必要となる。
【００１１】
本発明の直交流路構造体製作装置の特徴は、流路板の方向転換制御ユニット（ロジック回路）を利用して、貼り合わせようとする流路板とその下層の流路板の流れ方向が直交しているかどうかを判断してから、貼り合わせるために、上層の流路板の流れ方向を転換する必要があるかどうかを決定することにある。このため、材料投入ゾーンで、接合前の流路板の流路方向が正しいかどうかに関わらず、最終的には、重なり合う流路板の方向がすべて互いに直交した構造体を形成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、装置の機構の設計を簡素化することができ、縦向きと横向きの材料を置くために材料投入装置を２台用意する必要もなく、流路板を、その流路を直交させて積層するという目的を達成することができ、設備費用のコストを引き下げることができる。
【００１３】
また、手作業で作製した直交流路構造体の生産能力との比較では、本発明の装置を利用すれば、直交流路構造体は生産能力を１０倍以上向上できることから、製品の生産効率を大幅に高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の目的、構造上の特徴とその機能についての理解を深めるために、以下に図とともに詳しく説明する。
【００１５】
図２は、本発明の直交流路構造体製作装置の側面図である。該装置は気体の流路を備えた流路板を複数枚貼り合わせて、熱交換器中で温度・湿度の交換を行うメカニズムに応用される構造体を形成するものである。
【００１６】
図３は、単一流路板１０の斜視図である。該流路板１０は、平板１１と波形板１２で構成されており、その仕様と寸法は、製品仕様に応じて完成させる。一般的には、正方形であるが、ひし形など、その他の形状としてもよい。図４から分かるとおり、構造体において重なり合う２枚の流路板１０の気体が流れる方向は互いに直交または、ある角度となっている。なお、従来、扱う流路板１０の数量が多すぎると、作業者は流路板１０の流路方向を整理できなくなって、流路板１０を正確に貼り合わせることができなくなっていた。該流路板１０の材質は、紙、プラスチック、または金属であり、流路板の流路を形成する部分の形状は、波形または中空のフレーム状とすることができる。
【００１７】
本発明の直交流路構造体製作装置は、主にコンベヤーユニット２０、流路板吸着ユニット３０、材料投入ゾーン４０、糊付けゾーン５０、接合ゾーン６０、および流路板方向転換制御ユニット（図では未表示）から構成される。
【００１８】
コンベヤーユニット２０は、単一の流路板１０を運ぶもので、材料投入ゾーン４０に置かれた流路板１０は、コンベヤーユニット２０により糊付けゾーン５０に運ばれて接着剤を塗布され、その後、該流路板１０は接合ゾーン６０に送られて、すでに接合されている下層の流路板１０に貼り合わされる。該コンベヤーユニット２０は、ベルトコンベヤーまたはレールとすることができる。
【００１９】
流路板吸着ユニット３０は、可動状態でコンベヤーユニット２０上に配置されており、単一の流路板１０を吸着してからコンベヤーユニット２０によって、流路板１０の糊付け、接合などのそれぞれのゾーンに送るものである。
【００２０】
図５は、流路板吸着ユニット３０の斜視図である。流路板１０を吸着するのに、多孔質の吸盤または調節可能な単一の吸込みノズルを用いることができる。また、吸着面積は、流路板１０の加工寸法に応じて調整することができる。
【００２１】
流路板吸着ユニット３０は、昇降部３１、回転部３２と、流路方向感知部が含まれている。昇降部３１は、流路板吸着ユニット３０を材料投入ゾーン４０に下ろし、流路板１０を吸い上げてから再び上昇してもとの位置に戻る。回転部３２は、０〜１８０度の回転が可能であり、これによって流路板１０の流路方向を調整する。また、流路方向感知部は、流路板吸着ユニット３０上の流路板１０の流れ方向の付近に設置され、それぞれの流路板１０の気体が流れる方向を感知する。
【００２２】
流路板１０の流路方向を感知する流路方向感知部は、光センサー、微動スイッチ、または空気圧式センサーのような一種の感知器により構成されている。図６、図７は、感知器がどのように流路板１０の流路方向を感知するのかを示したものである。図６では、感知器３３の方向と流路板１０の流れ方向が直交している場合であり、このとき感知器３３から発信された信号（光、電気、ガスなど）は、流路板１０に突き当たって反射する。一方の図７では、感知器３３の方向と流路板１０の流路方向が平行の場合であり、このときは感知器３３から発信された信号（光、電気、ガスなど）は、流路板１０を通過し、反射は生じない。この２つの状態によって、流路板１０の気体が流れる方向を判断することができるのである。
【００２３】
さらに、本発明の直交流路構造体製作装置にはメモリーユニットがあり、流路方向感知器により得られたそれぞれの流路板１０の流れ方向についてのデータを保存することにより、後続フローにおいて、流路板吸着ユニット３０が方向転換をする際の根拠とする。流路板の方向転換制御ユニットは、メモリーユニットに接続し、流路板１０の流れ方向のデータを取得することで、流路板１０の流路方向を回転する必要があるかどうかを判断し、これによって、流路板吸着ユニット３０の回転部３２の回転を制御する。
【００２４】
材料投入ゾーン４０は、コンベヤーユニット２０の一端に設置される。ここは、流路板１０の原料をセットする場所である。図８で示しているのは、流路板１０を積み上げるのに使用する底板４１と両側に設置する仕切り板４２である。仕切り板４２は、流路板１０の縁をそろえるためのものであり、積み上げられた流路板１０はここで整然と並べられる。また、流路板１０が一定の高さに持ち上げられるときには、流路板吸着ユニット３０による材料の取り出しに便利なように、底板４１が設定した高さまで自動的に上昇する。
【００２５】
図９は、糊付けゾーン５０の斜視図である。該糊付けゾーン５０は、材料投入ゾーン４０の近くに配置され、接着剤を流路板１０の波形の頂部に塗布する場所で、接着剤を入れる糊料盤５１と、流路板１０に糊付けする糊付けロール５２と、糊付け量調整ロール５３から構成される。
【００２６】
糊付けロール５２で糊付けする際に、接着剤がはみ出して流路をふさぐことがないようにするため、波形板１２の気体が流れる方向は、糊付けロール５２の方向に直交させるのが望ましい。したがって、流路板１０を材料投入ゾーン４０から糊付けゾーン５０に送る際には、まず感知器３３で流路方向を測定する必要がある。感知器３３で測定された結果は、マイクロプロセッサに保存され、さらにこの方向測定結果は、流路板方向転換制御ユニットに送られて、回転部３２の回転の根拠とする。また流路板１０の糊付けの厚さは、糊付けロール５２の回転速度によって調整することができ、または、糊付けロール５２と糊付け量調整ロール５３の間隔によって調整することもできる。
【００２７】
流路板１０を貼り合わせる際には、流路が直交した構造体とするために、気体が流れる方向は下層の流路板１０の流れ方向に直交させる必要があり、接合しようとする流路板１０と下層の流路板１０流れ方向を直交させるためには、流路板１０の糊付け後は、再度流れ方向を転換する必要があるかどうかを判断して、回転部３２を回転させる必要性の有無を確認する必要がある。
【００２８】
流路板１０に接着剤を塗布した後、感知器３３で得られた流れ方向が下層の流路板１０の流路方向と同じである場合は、流路板１０の流れ方向を下層の流路板１０の流れ方向に対して直交させるために、流路板の方向転換制御ユニットがその情報を回転部３２に送って方向転換処理を行う。流路板１０に接着剤を塗布した後、感知器３３で得られた流路方向が下層の流路板１０の方向と異なる場合は、その流路方向は下層の流路板１０の流路方向に対して直交しているため、方向転換の処理は不要である。
【００２９】
流路板１０を接合する前には、完成後の積層体の縁が平らになるように、流路板１０の位置決め処理を行う必要がある。流路板１０の位置決め処理は、微動スイッチまたはCCDカウンタポイント装置により、接合ゾーンにある流路板１０の位置信号を流路板吸着ユニット３０上の変位部に送り、接合しようとする流路板１０を正確な位置に移動させてから、後続の接合作業に入ることで、接合後の構造体の縁を平らにすることができる。
【００３０】
接合ゾーン６０は糊付けゾーン５０の近くにあり、前工程の処理を終えた流路板１０を貼り合わせて1つの構造体にする場所で、該接合ゾーン６０には流路板１０を支える支持板が設けられ、該支持板は、積み重なった流路板の量に応じて高さを調整することができ、糊付け後の流路板１０を支持板上で接合する。
【００３１】
コンベヤーユニット２０が、流路板吸着ユニット３０上にある流路板１０を接合ゾーン６０の上方に運ぶ際には、昇降部３１が、接合済みの下層流路板１０の上方まで降下して、接合しようとする流路板１０を下層流路板１０の上に重ね、軽く圧力をかけて流路板１０上の接着剤と下層の流路板１０を接着させる。これを繰り返すことにより、構造体の積層接合作業が完成する。
【００３２】
図１０は、本発明の直交流路構造体製作方法のフローチャートである。以下各ステップについて説明する。
【００３３】
まず、接合しようとする流路板１０を１枚吸い上げる（ステップ７０）。コンベヤーユニット２０により流路板吸着ユニット３０を材料投入ゾーン４０に移動させ、さらに流路板吸着ユニット３０を利用して、接合しようとする流路板１０を吸い上げる。
【００３４】
次に、この流路板の気体流れ方向を検出する（ステップ８０）。ここでは、流路方向感知部の感知器３３で、接合しようとする流路板１０の流路方向を測定する。
【００３５】
その後、流路板の気体流れ方向が糊付けロール５２に対して直交した位置にあることを確認する（ステップ９０）。流路板１０に接着剤を塗布する際には、接着剤のはみ出しを防ぐために、流路板の気体が流れる方向は糊付けロール５２に直交している必要がある。このため、流路板方向転換制御ユニットにより、該流路板１０の方向が、糊付けロール５２に直交しているかどうかを判断する。
【００３６】
該流路板１０の流路方向が糊付けロール５２に対して直交している場合は、流路板の糊付けに進み（ステップ１０１）、流路板１０の流路方向が糊付けロール５２に対して平行となっている場合は、流路板の方向転換に進んで（ステップ１０２）、流路板１０の方向を糊付けロール５２に対して直交させてから、流路板の糊付けステップ（ステップ１０１）に進む。
【００３７】
次に、この流路板の流路の方向が下層の流路板に対して直交していることを確認（ステップ１１０）する。この方法では、流路の方向と間隔が交差する構造体を形成するために、流路板方向転換制御ユニットにより、この流路板１０の流路方向が下層の流路板の流路方向に対して直交しているかどうかを判断する必要がある。
【００３８】
流路板１０の流れ方向が下層の流路板１０に対して直交している場合は、この流路板の接合に進み（ステップ１２１）、接合しようとする流路板１０を下層の流路板１０の上に置いて、軽く圧力をかけることにより、流路板１０上の接着剤と下層の流路板１０を接着させる。
【００３９】
これに対して、流路板１０の流路方向が下層の流路板１０に対して平行となっている場合は、まず、この流路板１０の方向を転換して（ステップ１２２）、この流路板１０の流路方向を下層の流路板１０に対して直交させてから、接合のステップに進む（ステップ１２１）。この方法で述べられているステップを繰り返すことにより、直交流路構造体製作作業が完成する。
【００４０】
以上述べたことは、本発明の中でも比較的優れた例に過ぎず、これを以って本発明の実施範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来の熱交換器に用いる構造体の斜視図である。
【図２】本発明の直交流路構造体製作装置の側面図である。
【図３】単一流路板の斜視図である。
【図４】二枚重ね流路板の斜視図である。
【図５】流路板吸着ユニットの斜視図である。
【図６】感知器が流路板の流れ方向に垂直していることを示す斜視図である。
【図７】感知器が流動板の流れ方向に平行していることを示す斜視図である。
【図８】材料投入ゾーンの斜視図である。
【図９】糊付けゾーン５０の斜視図である。
【図１０】本発明の直交流路構造体製作装置のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１０  流路板
１１  平板
１２  波形板
２０  コンベヤーユニット
３０  流路板吸着ユニット
３１  昇降部
３２  回転部
３３  感知器
４０  材料投入ゾーン
４１  底板
４２  仕切り板
５０  糊付けゾーン
５１  糊料盤
５２  糊付けロール
５３  糊付け量調整ロール
６０  接合ゾーン
【図１】
2005007564.tif 000003
【図２】
2005007564.tif 000004
【図３】
2005007564.tif 000005
【図４】
2005007564.tif 000006
【図５】
2005007564.tif 000007
【図６】
2005007564.tif 000008
【図７】
2005007564.tif 000009
【図８】
2005007564.tif 000010
【図９】
2005007564.tif 000011
【図１０】
2005007564.tif 000012